Физика поверхности, тонкие пленки

Изучение фрагментации кристалла при всестороннем сжатии

М. Н. Магомедов

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал ФБГУН объединенного Института высоких температур РАН, Махачкала, Дагестан, Россия

Аннотация: На основании аналитического метода (т. е. без компьютерного моделирования) изучено изменение удельной (на единицу площади) поверхностной энергии $(\sigma)$ кристалла от нормированного объема $(v/v_0)$ вдоль различных изотерм. Здесь $v_0$ – значение объема при нулевых значениях давления и абсолютной температуры. Показано, что функция $\sigma(v/v_0)$ при определенном сжатии $(v/v_0)_{\mathrm{frS}}<1$ переходит в отрицательную область. Такое поведение функции $\sigma(v/v_0)$ при $v/v_0<(v/v_0)_{\mathrm{frS}}$ должно стимулировать фрагментацию кристалла, при которой кристалл будет стремиться любым путем увеличить свою межкристаллитную поверхность. Показано, что отрицательное значение функции $\sigma(v/v_0)$ должно стимулировать как фрагментацию структуры кристалла, так и нагревание фрагментирующей среды и появление в этой среде поверхностного давления, обусловленного появлением внутренней поверхности. Проведены расчеты величины $(v/v_0)_{\mathrm{frS}}$ для кристаллов Ne, Li и Au при различных температурах. На основании экспериментальных данных указаны давления, которые соответствуют рассчитанным значениям $(v/v_0)_{\mathrm{frS}}$. Показано, что эти давления вполне достижимы в современных экспериментах по статическому сжатию этих кристаллов.

Ключевые слова: деформация, поверхностная энергия, нанокристалл, поверхностное давление.

Поступила в редакцию: 21.11.2024
Исправленный вариант: 13.01.2025
Принята в печать: 14.01.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.02.59990.318

Реферативные базы данных:

•